最新功能性高分子材料
功能高分子材料发展现状及展望
功能高分子材料发展现状及展望一、引言功能高分子材料是指具有特殊性能的高分子材料，如导电、阻燃、自修复等。
随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高，功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
本文将从功能高分子材料的定义、发展历程、应用领域以及未来展望等方面进行探讨。
二、功能高分子材料的定义功能高分子材料是指在普通高分子材料中加入一些特殊成分或经过改性后，使其具有某种特殊性能的新型高分子材料。
这些特殊性能可以是导电、阻燃、自修复、形状记忆等。
这些新型高分子材料不仅具有传统高分子材料的优点，如重量轻、耐腐蚀等，还具有更多的优势。
三、功能高分子材料的发展历程1. 20世纪50年代至60年代初期：以聚氯乙烯为主要原料生产出各种塑胶制品。
2. 60年代中期至70年代初期：出现了聚碳酸酯、聚酰亚胺等新型高分子材料。
3. 70年代中期至80年代初期：出现了聚苯乙烯、聚苯乙烯共聚物等新型高分子材料。
4. 80年代中期至90年代初期：出现了聚丙烯、聚乙烯等新型高分子材料。
5. 21世纪以来：功能高分子材料得到了广泛应用，如导电高分子材料、阻燃高分子材料、自修复高分子材料等。
四、功能高分子材料的应用领域1. 导电高分子材料：主要应用于电池、太阳能电池板等领域。
2. 阻燃高分子材料：主要应用于建筑材料、电器设备等领域。
3. 自修复高分子材料：主要应用于汽车制造、飞机制造等领域。
4. 形状记忆高分子材料：主要应用于医学器械、智能纺织品等领域。
五、功能高分子材料的未来展望1. 研发更多的功能性高分子材料，满足不同领域的需求。
2. 提高功能高分子材料的性能，使其更加适合实际应用。
3. 推广功能高分子材料的应用，促进产业升级和经济发展。
4. 加强对功能高分子材料的研究和开发，为未来的科技进步提供支持。
六、结论随着科技的不断进步和人们对环境保护和生活质量的要求越来越高，功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
未来，随着技术的不断提升和需求的不断增加，功能高分子材料将会有更广阔的发展前景。
新型功能性高分子材料的制备与应用
新型功能性高分子材料的制备与应用随着现代科技的不断发展，新型功能性高分子材料的研制和应用已经成为一个热门领域。
随着经济的迅速发展，精细化、高效化、智能化的高分子材料不断涌现，成为人类生产、生活中不可或缺的一部分。
本文将重点探讨新型功能性高分子材料的制备与应用。
一、新型功能性高分子材料的制备方法1.聚合反应法聚合反应法是制备高分子材料的最常用方法，通过单体之间的共价键进行成链，形成线性、交联、支化等复杂的结构。
催化聚合和引发聚合是聚合反应法的两类主要方法。
现代高分子材料领域中采用的催化聚合方法主要是有机过氧化物成为的引发剂，如二苯钴、双(三甲基锡)二过氧化物等。
2.物理吸附法物理吸附法是指将功能性基团带有吸附性能的低分子化合物吸附在高分子材料表面形成复合材料，以提高高分子材料的特性。
物理吸附法的制备条件较为温和，不需要使用高温和高压，很好地保留了高分子材料的结构和性能。
3.化学修饰法化学修饰法是指利用化学反应在高分子材料与其他分子之间形成化学键，从而改变材料的物理、化学和生物性质。
化学修饰法不仅可以增强高分子材料的结构稳定性和力学性能，还可以赋予它特定的化学性质，例如亲水性、亲油性等，拓展其应用范围。
二、新型功能性高分子材料的应用1.医学领域高分子材料在医学领域中应用广泛，例如制备生物质谱检测芯片、生物传感器、人工关节、缓释药物等。
2.环保领域高分子材料在环境污染治理和资源回收等方面起着重要作用，例如油污处理、废水处理、有机废弃物处理等。
3.电子信息领域高分子材料在发光二极管、有机场效应晶体管、柔性电子、电热材料等方面应用广泛，为电子信息产业的发展提供了重要支持。
4.新能源领域高分子材料在太阳能电池电极、锂电池隔膜材料、燃料电池阴阳极材料等方面的应用不断扩大，是新能源领域的重要组成部分。
总之，新型功能性高分子材料的制备和应用是一个不断发展的领域。
在实际应用中，高分子材料的制备方法和结构设计必须与其所需的应用性能相匹配。
功能高分子材料
功能高分子材料The document was prepared on January 2, 2021第三节功能高分子材料一、新型有机高分子材料与传统的三大合成材料有本质上的差别吗功能高分子材料的品种与分类有哪些1．新型有机高分子材料与传统的三大合成材料的区别与联系新型有机高分子材料与传统的三大合成材料在本质上并没有区别,它们只是相对而言.从组成元素看,都是由C、H、O、N、S等元素构成；从合成反应看,都是由单体经加聚或缩聚反应形成；从结构看,也就是分两种结构：线型结构、体型结构.它们的重要区别在于功能与性能上,与传统材料相比,新型有机高分子材料的性能更优异,往往具备传统材料所没有的特殊性能,可用于许多特殊领域.2．功能高分子材料的品种与分类特别提醒医用高分子材料应该满足：①无毒,且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒.高分子化合物结构链节分子链中重复出现的结构单元聚合度分子链中的链节数,用n表示单体生成高分子化合物的小分子物质线型结构又称支链型、直链型,连成长链,有热塑性体型结构分子链间以共价键“交联”,连成网状结构,成型后不可塑性质1.线型高分子能溶解在适当的溶剂中,体型高分子只能溶胀2.线型高分子有热塑性,体型高分子有热固性3.高分子材料的强度较大4.高分子材料一般不易导电,弹性好,耐磨,不耐热5.部分高分子材料还具有耐酸、耐碱、耐腐蚀、难降解的性质高分子材料三大合成材料塑料如：聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、聚四氟乙烯合成橡胶如：丁苯橡胶、顺丁橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶合成纤维如：涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、维纶、氯纶按来源分天然高分子材料如：淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶合成高分子材料如：塑料、合成纤维、合成橡胶、涂料按性能分功能高分子材料如：高分子分离膜、医用高分子、吸水高分子复合材料如：玻璃纤维、碳纤维类型1 高分子材料的分类例1下列材料中,属于功能高分子材料的是①高分子膜②生物高分子材料③光敏高分子材料④导电高分子材料⑤离子交换树脂⑥液晶高分子材料A．①②③ B．③④⑤ C．②④⑤⑥ D．①②③④⑤⑥答案D解析根据功能高分子的分类即可顺利解答.类型2 功能高分子材料的结构与性能例2随着医用高分子材料的发展,人们已可用人工器官代替不能治愈的病变器官.目前已经制成的人工器官有①皮肤②肝③肺④肾⑤骨骼⑥眼A．①②③ B．②③④ C．①⑤ D．全部答案D解析医用高分子材料的应用十分广泛,利用其特殊结构和特殊性质,可以制备与人体器官功能相同的人工器官.医用高分子材料必须满足的条件：①无毒,且是化学惰性的；②与人体组织和血液相容性好；③具有较高的机械性能；④容易制备、纯化、加工和消毒.类型3 复合材料的结构与性能例3碳纤维强化塑料是一种新型的高强度复合材料,其强度比钢铁材料大而密度比铝小.据报道,每架波音767飞机使用了1吨碳纤维材料,而一种新型的波音757飞机使用了9吨以上的碳纤维.制取碳纤维的一种方法是将聚丙烯腈纤维在稀有气体中进行高温处理而获得,这种碳纤维的结构可表示如下：1构成这种碳纤维的元素是____________,其原子个数比为__________.2用乙炔和HCN 为原料合成这种碳纤维的流程可表示如下：CH≡CH――→HCN A ――→高聚物B ――→高温处理C ――→脱氢碳纤维用化学方程式表示以下过程：① CH≡CH 与HCN 反应_________________________________________________；②A―→B________________________________________________________________.答案 1C 、H 、N 3∶1∶12①CH≡CH＋HCN ――→催化剂CH 2===CH —CN ②nCH 2===CH —CN ――→催化剂解析 碳纤维材料是一种重要的新型复合材料,题目已知给出制取这种碳纤维是将聚丙烯腈经高温处理而得,聚丙烯腈的结构为,注意到题给碳纤维的结构,可以将聚丙烯腈结构写为：其中—CN 的结构为—C≡N .这种变换写法是解答本题的关键一步,根据生产流程所示,聚丙烯腈经两步反应获得碳纤维,第一步高温处理,应是在上述结构的基础上将氰基—C≡N 中的三键打开重新结合构成环状结构,即生成C,C 在催化剂作用下脱氢,在C 中环状结构的—CH 2—与上各脱去一个氢原子而形成双键结构,形成碳纤维.显然,在—CH 2—原子团上脱去一个H 原子后,还有一个氢原子,所以可知这种碳纤维由C 、H 、N 三种元素构成,考查其中的 一个基本结构单元,可看出C 、H 、N 三种原子的个数比应为3∶1∶1.在橡胶工业中,制造橡胶要经过硫化工艺,将顺丁橡胶的线型结构连接为网状结构.在制备高吸水性树脂时也要加入交联剂,以得到具有网状结构的树脂.请你想一想,为什么都要做成网状结构目的是否相同点拨橡胶工业中将线型结构的橡胶连接为网状结构是为增加橡胶的强度；高吸水性树脂将线型结构连接为网状结构是使它既吸水又不溶于水.1．点拨高聚物在其所含有的官能团发生酯化、水解等反应时,碳链并没有参加反应.2．B3．点拨乳酸是一种羟基羧酸,由于其结构的特殊性,已成为高考化学命题的热点.它不但能形成链酯和聚酯,而且还可以形成环酯.1．下列物质中不属于新型有机高分子材料的是A．高分子分离膜 B．液态高分子材料C．生物高分子材料 D．有机玻璃答案D2．复合材料是指两种或两种以上材料组合成的一种新型材料.其中一种材料作为基体,另外一种材料作为增强剂,这样可发挥每一种材料的长处,并避免其弱点.下列物质中不属于复合材料的是A．聚苯乙烯树脂 B．铝塑管C．涤棉织品 D．纯棉内衣答案AD3．下列材料中,属于功能高分子材料的是①高分子膜②生物高分子材料③导电高分子材料④离子交换树脂⑤医用高分子材料⑥高吸水性树脂A．①③⑤⑥ B．②④⑤⑥C．②③④⑤ D．①②③④⑤⑥答案 D解析 常用功能高分子材料包括高分子膜、医用高分子材料、高吸水性树脂、离子交换树脂、光敏高分子材料、导电高分子材料、生物高分子材料、高分子催化剂和试剂等.4．高分子分离膜可以有选择地让某些物质通过而将物质分离,下列应用不属于高分子分离膜的应用范围的是A ．分离工业废水,回收废液中的有用成分B ．将化学能转换成电能,将热能转换成电能C ．食品工业中,浓缩天然果汁、乳制品加工和酿酒D ．海水淡化答案 B解析 高分子分离膜的特点是能够有选择地让某些物质通过,而把另一些物质分离掉.主要应用于生活污水、工业废水等废液处理和海水淡化工程等；而将化学能转换成电能是传感膜的应用,把热能转化成电能是热电膜的应用.5．下列说法不正确的是A ．探求某种新型高分子材料时,需要研究分子结构与功能之间的关系B ．三大支柱产业为能源、材料和信息工程C ．带有强亲水性原子团的化合物共聚可以得到强亲水性高聚物D ．具有网状结构的物质即具有强吸水性答案 D6．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一,它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等特点.下边是聚丙烯酸酯的结构简式,它属于①无机化合物 ②有机化合物 ③高分子化合物 ④离子化合物 ⑤共价化合物A ．①③④B ．①③⑤C ．②③⑤D ．②③④答案 C解析 聚丙烯酸酯类是由丙烯酸酯经加聚反应得到的：可见,聚丙烯酸酯类属于有机化合物、高分子化合物、共价化合物.7．我国科学家前不久成功地合成了3 nm 长的管状碳纳米管,此管居世界之首.这种碳纤维具有强度高、刚度抵抗变形的能力高、密度小只有钢的14、熔点高、化学稳定性好的特点,因此被称为“超级纤维”.下列对碳纤维的说法不正确的是A ．它是制造飞机的某些部件的理想材料B ．它的主要组成元素是碳C ．它的结构与石墨相似D ．碳纤维复合材料不易导电答案 C8．聚甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为,它是制作软质隐形眼镜的材料.请写出下列有关反应的化学方程式：1由甲基丙烯酸羟乙酯制备聚甲基丙烯酸羟乙酯________________________________________________________________________.2由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯________________________________________________________________________.3由乙烯制备乙二醇________________________________________________________________________.解析甲基丙烯酸羟乙酯的结构简式为：,它是聚甲基丙烯酸羟乙酯的单体,由它制备聚甲基丙烯酸羟乙酯的反应属于加聚反应：由甲基丙烯酸制备甲基丙烯酸羟乙酯应进行酯化反应,对照反应物、产物的结构可确定要使用乙二醇：9．感光性高分子是一种在彩电荧光屏及大规模集成电路制造中应用较广的新型高分子材料.其结构简式为：试回答下列问题：1在一定条件下,该高聚物可发生的反应有________填写编号.①加成反应②氧化反应③消去反应④酯化反应⑤取代反应2该高聚物和NaOH溶液发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________.3该高聚物在催化剂和酸性环境下水解后得到相对分子质量较小的产物是A,则：①A在一定条件下与甲醇发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________.②A的同分异构体有多种,其中属于不同类别且含有苯环、,苯环上有两个取代基的结构简式是任写两种______________________________________________ ________________________________________________________________________.答案1①②⑤解析1该高聚物中含有酯基、和苯环,能够发生水解取代、加成、氧化反应.(1)高聚物水解后得到和.第三节功能高分子材料1．下列属于功能高分子材料的是①高分子分离膜②人工器官③理想的宇航材料④天然橡胶A．①② B．③④ C．①③ D．②④答案A2．关于功能高分子材料的下列说法中,不正确的是A．离子交换树脂主要用于分离和提纯,如硬水的软化、回收工业废水中的金属等B．婴儿用的“尿不湿”的主要成分是具有强吸水性的树脂C．导电塑料应用于电子工业,可用来制造电子器件D．医用高分子材料制成的人工器官都受到人体的排斥作用,难以达到与生物相容的程度答案D3．复合材料的使用使导弹的射程有了很大的提高,其主要原因在于A．复合材料的使用可以使导弹承受超高温的变化B．复合材料的作用可以使导弹的质量减轻C．复合材料的使用可以使导弹能承受超高强度的变化D．复合材料的使用可以使导弹能承受温度的剧烈变化答案B解析导弹的壳体大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料,之所以提高射程是利用了其密度小、质量轻的特点.4．在下列关于新型有机高分子材料的说法中,不正确的是A．高分子分离膜应用于食品工业中,可用于浓缩天然果汁、乳制品加工、酿造业等,但无法进行海水淡化B．复合材料一般是以一种材料作为基体,另一种材料作为增强剂C．导电塑料是应用于电子工业的一种新型有机高分子材料D．合成高分子材料一般具有优异的生物兼容性,较少受到排斥答案A1．随着有机高分子材料研究的不断加强和深入,使一些重要的功能高分子材料的应用范围不断扩大.下列应用范围是功能高分子材料的最新研究成果的是A．新型导电材料 B．仿生高分子材料C．高分子智能材料 D．电磁屏蔽材料答案AD解析随着社会的进步,科学技术的发展,高分子材料的作用越来越重要.特别是在尖端技术领域,对合成材料提出了更高的要求,尤其是具有特殊性质的功能性材料和多种功能集一身的复合材料.2．“喷水溶液法”是日本科学家最近研制出的一种使沙漠变绿洲的技术,它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液,水溶液中的高分子与沙土粒相结合,在地表下30 cm～50 cm处形成一个厚0.5 cm的隔水层,既能阻止地下的盐分上升,又有拦截、蓄积雨水的作用.下列对聚丙烯酸酯的说法不正确的是A．它的单体的结构简式为B．它在一定条件下能发生加成反应C．它在一定条件下能发生水解反应D．它没有固定的熔、沸点答案B解析聚丙烯酸酯的结构简式为：,其单体为CH2===CHCOOR,它的分子中含有酯基官能团,故能发生水解反应；聚丙烯酸酯是高聚物,属混合物,没有固定的熔、沸点；因其分子中没有碳碳双键,故不能发生加成反应.3. 复合材料的优点是①强度高②质量轻③耐高温④耐腐蚀A．①④ B．③除外 C．②③ D．①②③④答案D4．能够把化学能转化成电能的高分子材料是A．传感膜 B．分离膜 C．分导纤维 D．玻璃钢答案A5．目前商场出售的一种婴儿使用的“尿不湿”产品的组成是,其主要性质是A．显酸性 B．有吸水性 C．可发生加成反应 D．不能燃烧答案B6．具有单双键交替长链如：…—CHCHCHCHCHCH—…的高分子有可能成为导电塑料.2000年诺贝尔Nobel化学奖即授予开辟此领域的3位科学家.下列高分子中可能成为导电塑料的是A．聚乙烯 B．聚丁二烯 C．聚苯乙烯 D．聚乙炔答案D7．食品保鲜膜按材质可分为聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚偏氯乙烯PVDC等种类.PVC 被广泛地用于食品、蔬菜外包装,它对人体有潜在危害.下列有关叙述不正确的是A．PVC保鲜膜属于链状聚合物,在高温时易熔化,能溶于酒精B．PVC单体可由PE的单体与氯化氢加成制得C．鉴别PE和PVC,可把其放入试管中加热,在试管口放置一湿润的蓝色石蕊试纸,如果试纸变红,则是PVC；不变红,则为PED．等质量的聚乙烯和乙烯完全燃烧消耗的氧气不一定相等答案BD8．军事上的“地表伪装”是军事上保持的外观色彩、红外反射与周围环境互相吻合以达到以假乱真的目的.20世纪70年代研制出的BASF是一种红外伪装还原染料.其结构简式如下：该染料为橄榄色或黑色.请回答下列问题：1染料BASF的分子式为____________.21 mol BASF在适宜条件下,与足量的金属钠反应可生成________mol H2；1 mol BASF 在适宜条件下和H2发生加成反应所需H2最多为________mol.答案1C2n＋24H4n＋10N2O621 14解析 1 mol BASF中含有2 mol羟基与足量钠反应能生成1 mol H2；苯环中的双键及“”均能与H2发生加成反应.9．有机黏合剂是生产和生活中一类重要的材料.黏合过程一般是液态的小分子黏合剂经化学反应转化为大分子或高分子而固化.1厌氧胶是一种黏合剂,其结构简式为：.它在空气中稳定,但在隔绝空气缺氧时,分子中双键断开发生聚合而固化.工业上用丙烯酸和某种物质在一定条件下反应可制得这种黏合剂,这一制取过程的化学方程式为：________________________________________________________________________.2白乳胶是常用的黏合剂,其主要成分为醋酸乙烯酯CH3COOCH===CH2,它有多种同分异构体,其中同时含有“—CHO”和“CH===CH”结构的同分异构体共有五种,如“CH3—CH===CH—O—CHO”和“CH2===CH—CH2—O—CHO”,请写出另外三种同分异构体的结构简式已知含有结构的物质不能稳定存在：_____________、________________、____________________.2HOCH2—CH===CH—CHOCH2===CH—O—CH2—CHOCH3—O—CH===CH—CHO10．医用化学杂志曾报道,有一种功能高分子材料为聚乙交酯纤维材料C,用这种功能高分子材料制成的手术缝合线比天然高分子材料的肠线好.它的合成过程如图：B：是A合成C的中间体,它是由两分子A脱去两分子水形成的.1写出A、C的结构简式：A____________,C________________________________________________________________________.2写出由A制取B的化学方程式________________________________________________________________________.3医用高分子材料应具备哪些特性：________________________________________________________________________________________________________________________________________________.3优异的生物相容性、较少受到排斥、无毒性、具有很高的机械性能以及其他一些特殊性能解析从题给条件可知,B分子为环酯且具有对称结构.采用平均拆分法,可得A的结构简式为.A生成C的反应为酯化原理的缩聚反应,11．某些高分子催化剂可用于有机合成.下面是一种高分子催化剂Ⅶ合成路线的一部分Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的单体；反应均在一定条件下进行；化合物Ⅰ～Ⅲ和Ⅶ中含N杂环的性质类似于苯环：回答下列问题：(1) 写出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反应方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 不要求标出反应条件.2下列关于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的说法中,正确的是___________________________________________________________填字母. A ．化合物Ⅰ可以发生氧化反应B ．化合物Ⅰ与金属钠反应不生成氢气C ．化合物Ⅱ可以发生水解反应D ．化合物Ⅲ不可以使溴的四氯化碳溶液褪色E ．化合物Ⅲ属于烯烃类化合物3化合物Ⅵ是__________填字母类化合物. A ．醇 B ．烷烃 C ．烯烃 D ．酸 E ．酯 4写出2种可鉴别Ⅴ和Ⅳ的化学试剂________________________________________________________________________. 5在上述合成路线中,化合物Ⅳ和Ⅴ在催化剂的作用下与氧气反应生成Ⅵ和水,写出反应方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 不要求标出反应条件.答案 1＋CH 3COOH＋H 2O2AC 3E4饱和Na 2CO 3溶液、酸性KMnO 4溶液52CH 2===CH 2＋2CH 3COOH ＋O 2――→催化剂2CH 3COOCH===CH 2＋2H 2O解析 1Ⅰ和CH 3COOH 发生酯化反应.2Ⅰ中含醇羟基,故可以被氧化,A 正确；Ⅰ可以与Na 反应产生氢气,B 错误；Ⅱ中含有酯基,故可以水解,C 正确；Ⅲ中含可以使溴水褪色,D 错误；Ⅲ中含N 原子故不是浓硫酸 △烃,E错误；选A、C.3由Ⅶ分析Ⅵ为,只有E酯符合题意.4由题目信息知Ⅳ是CH2===CH2,Ⅴ是CH3COOH,可以利用二者性质不同：酸性、还原性来鉴别,如溴水、Na2CO3溶液、酸性KMnO4溶液等.5见答案.探究创新12．近年来,乳酸成为人们的研究热点之一.乳酸可以用化学方法合成,也可以由淀粉通过生物发酵法制备.利用乳酸聚合而成的高分子材料具有生物相容性,而且在哺乳动物体内或自然环境中,都可以最终降解成为二氧化碳和水.乳酸还有其他用途.1乳酸可以与精制铁粉制备一种药物,反应式为：在该反应中,氧化剂是__________,还原剂是__________,产物乳酸亚铁可以治疗的疾病是________.2用乳酸聚合的纤维材料非常适合于做手术缝合线,尤其是在做人体内部器官的手术时使用.试分析其中的原因________________________________________________________________________.3利用乳酸合成高分子材料,对于环境有什么重要的意义试从生物学物质循环的角度解释：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.答案1乳酸或CH3CHOHCOOH 铁或Fe 缺铁性贫血2聚乳酸本身对人体无毒,在体内可以水解成乳酸,最后降解成二氧化碳和水,通过人体的呼吸和排泄系统而被自动排出体外,故不需要二次开刀拆线,使其作为人体内部器官的手术缝合线具有独一无二的优越性3淀粉通过植物的光合作用由二氧化碳和水合成,再经微生物发酵生成乳酸.因乳酸的生成来自天然,用乳酸合成的高分子材料又可以最终降解成为二氧化碳和水,回归自然,故利用乳酸合成高分子材料,利于环保解析本题是化学与生物的综合,要充分利用题给信息,结合学过的知识进行思考,问题会迎刃而解.章末总结1．1b2a3c f2．1CH2===CH2点拨通过该题我们应该认识到了解日常生活中常见有机物的成分是非常有必要的.当然了解各种高分子材料的性能后,我们也可以推测其用途.3．1甲基丙烯酸乙二酯或甲基丙烯酸－β－羟基乙酯24．将聚苯乙烯泡沫塑料粉碎,放入反应釜中,用氮气等气体将装置内的空气排尽,高温加热,收集并冷凝所得蒸气,即可得到苯乙烯.点拨该实验方案的设计要注意两点：①因为高温加热,所以要选择合适的热解装置；②热解装置中不能有氧气.5．点拨丁二烯及其衍生物在发生加聚反应时,两个双键都断开,在两个双键中间再形成一个双键,另两个不饱和键与其他的不饱和键相连,形成高分子化合物.。
功能性高分子材料研究及应用前景
功能性高分子材料研究及应用前景功能性高分子材料是指具有一定功能的高分子化合物，它们广泛应用于制药、食品、电子、水处理、海洋、建筑、航空、航天、汽车和医用等领域。
这些材料近年来在科技发展和工业应用中的重要性越来越突出，因此，对功能性高分子材料研究和应用前景的探讨和讨论就变得尤为重要了。
第一部分：功能性高分子材料研究功能性高分子材料是最近几年高分子材料科学中的热点领域之一。
它们的研究旨在探索高分子材料的新型化学结构和新型性能，通过改变分子结构和化学性质以达到一定的功能和应用。
在功能性高分子材料的研制中，通过设计制备能够实现新型材料的性能和特点的高分子材料，创造出更好的行业。
目前，研究者采用多种多样的制备方法，以获得不同分子结构和材料性能的高分子材料。
如聚合法、溶液法、相转移催化、放射化学、模板法、自组装等技术手段。
这些技术手段使得高分子的结构、功能和性能等都得到了很大的拓展。
近来，随着环保意识的不断提高，功能性高分子材料的研究也开始逐渐向可持续性方向发展。
可持续性高分子材料主要应用于环境保护、能源和食品等领域。
通过改变高分子材料的结构，可以实现可持续性环境材料的可重复使用。
第二部分：功能性高分子材料应用前景针对近些年功能性高分子材料研制的发展，可以预见其在各个领域中都将逐渐得到应用和发展。
1.医药领域高分子材料广泛应用于医药领域，如药物控释、医学诊断等。
由于高分子材料易于加工、可调性强，可以修改高分子材料的表面性质和化学性质，从而实现对体内的药物控制释放和生物相容性。
2.电子领域高分子材料可以应用于电子领域，例如生物传感器、能源储存器、发光材料等。
这些应用都是建立在独特的电子性质而基础的。
因此，高分子材料可以作为一种有前景的电子材料来应用。
3.食品领域在食品行业中，高分子材料可应用作为保险剂、增稠剂、乳化剂、口感调节剂等。
“材料功能设计师”可以通过改变高分子材料的化学组成来控制行为，设计出符合市场需求的食品领域。
功能性高分子
永久磁性材料采用 Al-Ni-Co / 铁氧化磁体合
金，易脆、不宜切割成型。有机磁性材料分为结
构型和复合型两种，前者是共合成为一体，后者
是在有机聚合物中添加磁粉。如磁性标志物、冰 箱门封等。
2、光功能性高分子材料
8、氨基树脂及塑料
属于氨基、酰胺基单体与醛类热
固性树脂，包括脲醛、三聚腈胺甲醛、
脲三聚腈胺甲醛、苯胺甲醛等。无臭、
耐水、耐热、耐霉菌及自熄性强，可
作白色开关、冰箱外壳及制作麻将等。
9、环氧树脂
其主链结构上含有醚键和仲醇基， 主要用于生产涂料、电绝缘材料、增 强材料以及粘接剂。
10、不饱和聚酯
二元醇与二元酸或二元不饱和酸
2、聚氯乙烯
具有优良的综合性能及便宜的价格，
其特点为难燃、抗化学腐蚀、耐磨及优 良的电绝缘性能、较高的机械性能，为 第二大塑料常用作管材、电缆、日用门 窗等多种工程塑料。其缺点为热稳定差、 受热易降解、制作软制品须添加增塑剂。
3、聚苯乙烯树脂
属于热塑性树脂，具良好的刚性、透 明、耐水性及化学稳定性，具有优异的电 性和耐辐射性能及低的吸湿性、良好的加 工性以及便宜价格，使其具有广泛应用。 缺点：机械加工强度不高、耐冲击性 差、不耐热、易燃、易裂。
• 离子交换膜是指在电位差作用下，电解质中的不 同离子实现膜分离的过程。其材质是以高分子制 成膜状后，再引入离子交换基团。其材质为聚全 氟磺酸等。
• 气化分离膜是用于常规气体或有机物气体提纯、 富集或回收用。其材质是聚砜、聚烯烃、聚碳 酸酯、硅橡胶。
• 透过汽化膜是利用在减压时有机物选择性溶解、 扩散或蒸发性能的差别达到分离目的。其材质 为聚四氟乙烯等。
功能性高分子-气凝胶
气凝胶 ── 一种结构可控的新型功能材料摘要:气凝胶是一种结构可控的新型轻质纳米多孔性非晶固态材料，由于它特有的纳米多孔、三维网络结构，气凝胶具有许多独特的性能，尤其表现在高孔隙率、低密度、低热导率等方面，研究领域广泛,因而蕴藏着广阔的应用前景。
关键词：气凝胶；性质；研究领域；应用；结构控制气凝胶简介：气凝胶是世界上已知密度最低的人造发泡物质,是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体之一。
气凝胶问世于1931年，由斯坦福大学S.S.Kistler 利用临界干燥法将凝胶里的液体成分抽出。
这种方法会令液体缓慢地被脱出，但不至于使凝胶里的固体结构因为伴随的毛细作用被挤压破碎。
气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等。
用途广泛。
一般常见的气凝胶为硅气凝胶，但也有碳气凝胶存在。
目前最轻的气凝胶是由浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出的一种超轻气凝胶。
它刷新了目前世界上最轻材料的纪录，拥有高弹性和强吸油能力。
这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度为每立方厘米0.16毫克，仅是空气密度的1/6。
气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。
这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，最高能承受1400摄氏度的高温。
它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。
硅气凝胶结构的形成:硅气凝胶是典型的无机气凝胶之一,制备硅气凝胶的第一步是在TMOS(硅酸甲酯)或TEOS(硅酸乙酯)等有机硅中加入适量水和催化剂,使之发生水解反应)1()(4)(424ROH OH S O H OR Si i +→+式中R 为烷基,水解生成的硅酸再脱水缩聚,即O H OH OS S OH H S i i i 234)()()0(2+→(2)生成以≡Si—O—Si≡为主体的聚合物并形成网络构成凝胶。
缩聚反应开始前水解并不需要反应完全,部分水解的有机硅即可产生缩聚反应,同时,已经缩聚的硅氧链上未水解的部分可以继续水解。
先进高分子材料
先进高分子材料
先进高分子材料是指具有优异性能和广泛应用前景的高分子材料，它们在材料科学领域发挥着重要作用。
这些材料通常具有高强度、耐磨损、耐腐蚀、轻质等特点，因此在航空航天、汽车、电子、医疗器械等领域得到了广泛应用。
先进高分子材料的研究和开发一直是科学家和工程师们的重要课题。
在过去的几十年里，人们不断地开发新的高分子材料，以满足不断发展的社会需求。
其中，聚合物基复合材料、功能性高分子材料、生物可降解材料等都是目前研究的热点领域。
聚合物基复合材料是先进高分子材料中的重要一部分。
它们由两种或两种以上的材料组成，通过界面结合形成新的材料，具有优异的综合性能。
例如，碳纤维增强复合材料具有高强度、高模量、低密度等特点，被广泛应用于航空航天和汽车制造领域。
功能性高分子材料是指具有特定功能的高分子材料，如具有光学、电子、磁性等功能。
这些材料在信息技术、光电子器件、传感器等领域有着重要应用。
比如，聚合物发光二极管材料具有发光、导电、柔性等特点，被应用于显示技术和照明领域。
生物可降解材料是指可以被微生物分解、降解而不会对环境造成污染的材料。
随着人们对环境保护意识的提高，生物可降解材料在包装、医疗器械、农业等领域得到了广泛应用。
例如，聚乳酸材料具有良好的生物相容性和可降解性，被用于医用缝合线、植入物等领域。
总的来说，先进高分子材料在现代社会中发挥着重要作用，它们不断推动着科技和工程的发展。
随着材料科学的不断进步，相信先进高分子材料将会在更多领域展现出其巨大的应用潜力。
新型有机高分子材料
新型有机高分子材料一、简介新型有机高分子材料是指近年来发展起来的一类具有特殊性能和应用潜力的高分子材料。
与传统的合成高分子材料相比，新型有机高分子材料在结构和性能上有所创新和突破，具有更高的分子量、更低的表面能和更好的力学性能等特点。
这些材料可以用于各种领域，包括材料科学、化学工程、能源存储和生物医学等。
二、种类和应用目前，新型有机高分子材料的种类繁多，包括聚合物、共聚物、聚合物混合物和凝胶等。
它们具有可调控的化学结构和物理性质，可以通过改变聚合度、共聚比例和交联度等方式来调节材料的性能。
下面介绍几种常见的新型有机高分子材料及其应用：1.聚合物聚合物是一种由重复单元组成的大分子，具有良好的延展性、柔韧性和可塑性。
其中，聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）和聚四氟乙烯（PTFE）等是应用最广泛的聚合物材料。
它们被广泛用于包装材料、电子部件、建筑材料和汽车零部件等。
2.共聚物共聚物是由两种或更多种单体按照一定的比例共聚而成的高分子材料。
其中，丙烯腈-丙烯酸酯共聚物（PAN-PMA）和苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（PS-PMA）是常见的共聚物材料。
它们具有很强的耐高温性、抗氧化性和耐腐蚀性，适用于制备高温耐酸碱和耐腐蚀材料。
3.聚合物混合物聚合物混合物是不同种类聚合物按一定比例机械混合而成的材料。
它们继承了各自单一聚合物的性能，并具有更广泛的应用领域。
例如，聚酰亚胺和聚乳酸混合材料可以制备出具有优异力学性能和生物可降解性的医疗用途材料。
4.凝胶凝胶是一种源于凝聚相转变的胶态物质，具有高分子网络结构和大量孔隙空间。
其中，聚丙烯酸盐凝胶、聚乙烯醇凝胶和聚丙烯酰胺凝胶是常见的凝胶材料。
它们具有较高的吸水性、稳定性和柔软性，可以用于制备吸水剂、生物传感器和药物释放系统等。
三、发展趋势和应用前景新型有机高分子材料的研究和应用在世界范围内得到了广泛关注和重视。
在材料科学领域，人们致力于开发更多种类、更高性能的高分子材料，以满足不同领域对材料的需求。
新型高分子材料有哪些
新型高分子材料有哪些
首先，聚合物是新型高分子材料的重要代表，它们由大量重复单体分子通过共价键连接而成，具有较高的分子量和相对分子质量。
聚合物树脂、聚合物纤维、聚合物薄膜等都是常见的新型高分子材料，它们具有优异的机械性能、热性能和化学稳定性，被广泛应用于塑料、橡胶、纺织品、包装材料等领域。
其次，共聚物是由两种或两种以上单体按照一定的摩尔比例聚合而成的高分子化合物，具有两种或两种以上单体的性质。
共聚物具有丰富的结构和性能，可以通过调整单体的比例和结构来获得不同性能的材料，如ABS共聚物具有优异的力学性能和耐热性，被广泛应用于汽车零部件、家电外壳等领域。
此外，高分子合金是由两种或两种以上高分子材料经过物理或化学的方式混合而成的材料，具有两种或两种以上高分子材料的性能。
高分子合金具有综合性能优异、可调性强的特点，如PC/ABS合金具有优异的力学性能和耐候性，被广泛应用于电子产品外壳、汽车内饰等领域。
最后，高分子复合材料是由两种或两种以上材料通过物理或化学的方式混合而成的材料，具有两种或两种以上材料的性能。
高分子复合材料具有结构多样、性能可调的特点，如碳纤维增强复合材料具有优异的强度和刚度，被广泛应用于航空航天、汽车、体育器材等领域。
综上所述，新型高分子材料包括聚合物、共聚物、高分子合金、高分子复合材料等，它们具有丰富的结构和性能，被广泛应用于各个领域，对推动材料科学和工程技术的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断进步，新型高分子材料的研究和应用将会迎来更加广阔的发展空间。
2024年先进高分子材料市场发展现状
2024年先进高分子材料市场发展现状1. 引言先进高分子材料是一类具有特殊性能和广泛应用前景的新型高分子材料。
随着科技的进步和工业的发展，先进高分子材料在各个领域中得到了广泛应用。
本文将对先进高分子材料市场的发展现状进行分析。
2. 先进高分子材料的种类及应用先进高分子材料包括但不限于聚合物复合材料、功能性高分子材料、生物医用高分子材料等。
这些材料具有优异的物理性质、化学稳定性和机械性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子技术、生物医药等领域。
在航空航天领域，先进高分子材料被用于制造轻质高强度的航空器零部件，以提高飞行器的燃油效率和减少碳排放。
在汽车制造领域，先进高分子材料可以用于制造轻量化车身和能源储存装置，以提高汽车的燃油经济性和减少尾气排放。
在电子技术领域，先进高分子材料被用于制造电子元件和柔性电子产品，以满足现代电子设备对小型化和高性能的需求。
在生物医药领域，先进高分子材料被用于制备医用仿生材料、药物传输系统和生物传感器，为医疗诊断和治疗提供了新的途径。
3. 先进高分子材料市场的发展趋势在全球范围内，先进高分子材料市场呈现出快速增长的态势。
这主要受到创新技术的推动和市场需求的拉动。
首先，先进高分子材料领域的技术创新不断突破。
随着纳米技术、复合材料技术、功能化改性技术的发展，先进高分子材料的性能得到了大幅提升。
同时，新型高分子材料的开发也为市场发展提供了新的机遇。
其次，各个行业对先进高分子材料的需求持续增长。
随着全球经济的发展和人民生活水平的提高，航空航天、汽车制造、电子技术、生物医药等领域对先进高分子材料的需求不断扩大。
同时，人们对产品性能和质量的要求也越来越高，促使先进高分子材料市场不断发展壮大。
4. 先进高分子材料市场的挑战与机遇虽然先进高分子材料市场发展迅猛，但仍面临一些挑战。
首先，高成本是先进高分子材料市场发展的制约因素之一。
与传统材料相比，先进高分子材料的制备成本较高，这使得其在大规模应用中面临一定的成本压力。
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料有哪些高分子材料是一类由高分子化合物所制备的材料, 具有多种功能和应用。
以下是一些常见的功能高分子材料：1. 强度高的高分子材料：例如聚合物增强纤维（如碳纤维和玻璃纤维增强聚合物），具有出色的机械强度和耐磨损性，可用于制造高强度和轻质的结构材料，如飞机胶皮、船舶构件和汽车零件。
2. 高透明度的高分子材料：聚合物材料中有些具有出色的透明性，可用于制造透明的包装材料、光学元件、显示器和透明塑料器具等。
聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一种常见的高透明度高分子材料。
3. 高温耐受的高分子材料：一些高分子材料能够耐受高温环境，如聚四氟乙烯（PTFE）和聚醚醚酮（PEEK），可用于制造高温耐受的零件和设备，如机械密封件、炉具部件和航空发动机组件。
4. 阻燃的高分子材料：有些高分子材料添加了阻燃剂，使其能够抵御火焰和燃烧。
这些材料广泛应用于建筑、交通和电子领域，如阻燃聚酰亚胺和阻燃聚苯乙烯。
5. 生物降解的高分子材料：这类材料可以在特定的环境条件下被微生物分解，对环境友好。
生物降解塑料在可持续发展和环保领域有着广泛的应用，如聚乳酸（PLA）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）。
6. 吸湿性高分子材料：有些高分子材料具有良好的吸湿性能，如聚乙二醇（PEG）和聚丙烯酰胺（PVA），可用于湿润纸巾、卫生产品和水凝胶等制造。
7. 电学性能优良的高分子材料：聚合物中的某些材料具有良好的电学性能，如聚乳酸酯（PLA）和聚苯硫醚（PES），可用于制造超级电容器、电池隔膜以及电子设备和电气绝缘材料等。
总的来说，高分子材料广泛应用于众多领域，其功能多样，适应性强。
随着科学技术的不断发展，新的功能高分子材料将不断涌现，为各行各业的发展带来更多的机遇和挑战。
新型功能性高分子材料的合成
新型功能性高分子材料的合成随着科技的不断进步，新型材料的研究和应用已经成为了科学家们日夜探索的领域之一。
在这其中，功能性高分子材料的研究已经成为了最受关注的领域之一。
而新型功能性高分子材料的合成，也成为了现代科技发展的前沿研究之一。
一、功能性高分子材料功能性高分子材料是指在高分子基础上，引入特定的功能基团，从而造成了高分子材料物理、化学性质的变化，增加了材料的特殊性能。
常常用于精细化工、纳米技术、生物技术等领域，例如电介质材料、电磁波屏蔽材料、生物医用材料等。
近年来，随着新材料的不断涌现，功能性高分子材料的研发已经成为了制约发展的瓶颈，因此许多科学家们竭尽全力开发出高性能、多功能的高分子材料。
二、新型功能性高分子材料的合成，主要是通过改变高分子的化学结构和物理性质，从而引入新的功能性基团，例如金属离子、羟基等。
这种方式通常是通过聚合反应来实现的，而且主要有下面几种常用的方式：1、自由基聚合反应自由基聚合反应是基于自由基聚合机制，通过引入自由基础团，从而实现功能基团的引入。
例如，通过将甲基丙烯酸甲酯引入聚苯乙烯中，从而形成了具有亲水性的羟基官能团，进而使高分子材料具有亲水性能。
2、离子聚合反应离子聚合反应属于两种不同离子之间通过电荷吸引作用形成的化学键机制，其官能基主要来自于双官能基单体的引入。
例如，通过在聚乙烯中引入羧基基团和苯乙烯基团，得到了聚乙烯-甲基丙烯酸酯-苯乙烯三元聚合物。
3、环氧树脂改性环氧树脂通常是具有良好物理性质和化学稳定性的高分子材料，可以通过改性引入新的官能基团，从而赋予材料新的功能性。
例如，通过将环氧树脂和聚乙二醇共聚，得到一种具有良好生物相容性的聚合物。
三、应用新型功能性高分子材料的合成在各领域应用广泛。
例如，在生物医用领域中，通过改性得到的聚合物可以用于制备假体、膜材料等，提高了材料的生物相容性；在精细化工领域，通过环氧树脂的改性，可以用于涂料等的制备；在电子材料领域中，通过功能性基团的引入，可以制备电介质材料等。
功能高分子材料发展现状及展望
功能高分子材料发展现状及展望功能高分子材料是指在常规高分子材料的基础上，通过特殊的改性或添加一些功能性成分，赋予材料特定的性能和功能。
随着科技的进步，功能高分子材料在各个领域得到了广泛应用。
本文将从目前的发展现状和未来的展望两个方面来探讨功能高分子材料的发展。
目前，功能高分子材料已经在多个领域得到了应用。
其中，最为突出的是在新能源领域的应用。
功能高分子材料在锂离子电池、燃料电池和光伏领域都发挥了重要作用。
例如，通过改变电解质中的高分子成分，可以提高锂离子电池的电导率、循环寿命和快速充电性能；通过设计合适的高分子电解质，可以提高燃料电池的效率和稳定性；通过合理调控高分子薄膜的结构和组分，可以提高光伏电池的光电转化效率。
此外，功能高分子材料在医疗领域也有广泛应用。
例如，通过调控高分子材料的结构和组分，可以设计出具有良好生物相容性和可控释放性能的药物载体，实现药物的精确释放。
此外，功能高分子材料还被用于制备人工器官、仿生材料和组织工程等领域。
这些应用不仅提高了医疗技术的水平，也改善了患者的生活质量。
在材料科学领域，功能高分子材料的开发也取得了重要进展。
通过改变高分子材料的结构和组分，可以实现材料的自愈、自修复和多功能化。
例如，通过改变高分子材料的交联程度和分子量分布，可以实现材料的自修复性能；通过引入适当的共聚物或引发剂，可以实现材料的自愈合能力；通过改变高分子材料的功能基团和添加特定的功能性纳米颗粒，可以实现材料的多功能化。
未来，功能高分子材料的发展将朝着以下几个方向发展。
首先，材料的可持续性将成为一个重要的发展方向。
随着资源的日益枯竭和能源的紧缺，开发可再生材料和生物可降解材料成为行业的迫切需求。
其次，高分子材料的智能化将成为一个研究热点。
智能高分子材料能够根据外界环境的变化自动改变形态和性能，具有广泛的应用前景。
再次，纳米技术的应用将成为一个重要的发展方向。
通过纳米加工和纳米材料的应用，可以改善材料的性能和功能。
功能高分子材料的发展现状与展望
浅谈功能高分子材料的发展现状与展望功能高分子材料是利用高分子材料的物理、化学、生物等特性，开发出能够实现特定功能的材料。
其应用范围包括能源领域、生物医学领域、信息技术领域等。
随着科技的不断发展，人们对功能高分子材料的需求正在不断增加，其发展也越来越受到关注。
一、功能高分子材料的发展现状1.能源领域。
在能源领域，功能高分子材料主要应用于新能源的开发，包括光伏电池、燃料电池、锂离子电池等领域。
其中，锂离子电池是最常见的一种能源储备装置，其可靠性、耐用性和容量等方面对材料的要求也越来越高。
目前，已经开发出了一些具有高比能量、高比功率和长寿命的高分子材料，如聚合物阳离子与聚合物阴离子、聚合物/无机复合材料等。
2.生物医学领域。
在生物医学领域，功能高分子材料主要应用于人工血管、医学敷料、医用高分子材料在骨骼重建中的应用等领域。
对于人工血管的研发，高分子材料的血液相容性、生物相容性、耐久性等性能要求较高，已经发展出了许多类型的人工血管；血管成型术后使用的敷料，需要具有优异的止血、缓解疼痛和促进组织修复的作用，已经研制出了许多种高分子材料敷料。
3.信息技术领域。
在信息技术领域，功能高分子材料主要应用于显示屏、光导纤维等。
固体聚合物电解质材料（SPE）已经广泛应用于固体电解液锂离子电池和固态电容电池等信息技术方面。
光子晶体作为一种高分子材料，与光学无关的物理性能也得到了广泛的关注，被广泛应用于光波导器件、电子光学器件、传感器、波长分离器等领域。
二、功能高分子材料的发展趋势1.环保。
随着全球环保意识的提高，环保型功能高分子材料的需求正在不断增加。
一方面，绿色环保从原始材料、合成方法、制备工艺、应用和废弃物处理等多个环节来实现；另一方面，环保材料也推动了整个材料领域的研究和创新。
2.多功能性。
未来的功能高分子材料将具有更多的多功能性，在不同领域都有广泛的应用。
例如，在生物医学领域，多功能生物医用高分子材料可以不仅实现创面修补、药物控释，还可以同时实现磁共振成像、荧光探针等多种功能。
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料有哪些
功能高分子材料是一类性能优异、具有特定功能的高分子材料，它们在各个领域都有着重要的应用价值。
下面将介绍一些常见的功能高分子材料及其特点。
首先，我们来谈谈功能高分子材料中的一种——聚合物凝胶材料。
聚合物凝胶材料是一种具有三维网状结构的高分子材料，其特点是具有大量的孔隙结构，表面积大、吸附性能好、机械性能优异。
由于其孔隙结构的特殊性质，聚合物凝胶材料在吸附分离、催化剂载体、药物控释等方面有着广泛的应用。
其次，功能高分子材料中的另一种常见类型是形状记忆高分子材料。
形状记忆高分子材料是一种具有形状记忆性能的高分子材料，其特点是可以在外界刺激下发生形状变化，并且在去除外界刺激后能够恢复原来的形状。
这种材料在医疗器械、纺织品、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
另外，还有一种功能高分子材料——导电高分子材料。
导电高分子材料是一类具有导电性能的高分子材料，其特点是具有良好的导电性能、柔韧性和加工性能。
这种材料在电子器件、光伏领域、传感器等方面有着广泛的应用。
此外，功能高分子材料中还包括生物可降解高分子材料、光敏高分子材料、自修复高分子材料等多种类型。
这些材料在环保、医疗、光学等领域都有着重要的应用价值。
综上所述，功能高分子材料具有多种类型和广泛的应用领域，它们在材料科学领域发挥着重要作用。
随着科学技术的不断发展，功能高分子材料的研究和应用将会更加广泛，为人类社会的发展做出更大的贡献。
新型高分子材料有哪些
新型高分子材料有哪些摘要：材料是现代文明和技术进步的基石。
今年来，高分子科学技术迅速发展。
特别是具有优异功能的合成高分子材料在很多领域发挥着重要作用。
随着信息时代的到来，高分子材料的要求会越来越高，不再是仅仅满足当前材料实用性要求。
于是，新型高分子材料的开发更加急迫。
关键词：新型高分子材料1、新型高分子材料的分类 1.1高分子分离膜高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择透过性功能的半透性薄膜。
与以温度梯度、压力差、电位差或浓度梯度为动力,使液体混合物、气体混合物或有机物、无机物的溶液等分离技术相比,具有高效、省能和洁净的特点,因而被认为是支撑新技术革命的重大技术。
膜的形式有多种,一般用的是空中纤维和平膜。
应用高分子分离膜的推广可以获得巨大的经济效益和社会效益。
1.2高分子磁性材料高分磁性材料是人类在开拓磁与高分子聚合物新应用领域的同时,赋予磁与高分子传统应用以新的涵义和内容的材料之一。
早期的磁性材料源于天然磁石,后来才利用磁铁矿烧结或铸造成为磁性体。
现在工业常用的磁性材料有稀土类磁铁、铁氧体磁铁和铝镍钻合金磁铁等三种。
它们的缺点是硬且脆加工性差。
为了克服这些缺陷,将磁粉混炼于橡胶或塑料中制成的高分子磁性材料。
这样制成的复合型高分子磁性材料,不仅比重轻，容易加工成复杂形状、尺寸精度高的制品,还能与其它的元件一体成型。
因而这样的材料越来越受到人们的关注。
高分子磁性材料主要可分为结构型和复合型两大类。
目前具有实用价值的主要是复合型。
1.3光功能高分子材料所谓光功能高分子材料指的是能够对光进行吸收、透射、转换、储存的一类高分子材料。
这类材料主要包括光记录材料、光导材料、光加工材料、光转换系统材料、光学用塑料、光导电用材料、光合作用材料、光显示用材料等。
光功能高分子材料可以制成品种繁多的线性光学材料,像普通的安全玻璃、各种棱镜、透镜等。
利用高分子材料曲线传播的特性,又以开发出非线性的光学元件,如塑料光导纤维等。
聚乙烯醇磷酸铵 分子式
聚乙烯醇磷酸铵分子式
聚乙烯醇磷酸铵（Polyvinyl Alcohol Phosphate Ammonium）是一种重要的功能性高分子材料。
它的分子式为（C2H4O）n(H3PO4)2NH4，其中n代表聚合度。
聚乙烯醇磷酸铵具有许多优良的物理化学性质，使其在各个领域得到广泛应用。
首先，它具有很好的溶解性，可溶于水和一些有机溶剂。
这使得聚乙烯醇磷酸铵在涂料、胶粘剂和纺织品等领域中具备良好的应用前景。
聚乙烯醇磷酸铵具有良好的吸湿性和保湿性能。
这使得它在化妆品和个人护理产品中得到广泛应用。
例如，在面霜和乳液中添加聚乙烯醇磷酸铵，可以增加产品的保湿效果，使肌肤更加柔滑细腻。
聚乙烯醇磷酸铵还具有优异的阻燃性能。
由于含有磷元素和氮元素，它可以有效地阻止火焰的蔓延，降低火灾事故的发生概率。
因此，聚乙烯醇磷酸铵被广泛应用于建筑材料、电子器件和汽车等领域。
聚乙烯醇磷酸铵还具有一定的生物相容性和生物降解性。
这使得它在医学领域具备潜在的应用前景。
例如，在组织工程和药物传递领域，聚乙烯醇磷酸铵可以作为载体材料，用于修复组织和释放药物。
聚乙烯醇磷酸铵是一种功能性高分子材料，具有广泛的应用前景。
它的溶解性、吸湿性、阻燃性和生物相容性等特点使其在多个领域发挥重要作用。
未来，随着科学技术的不断进步，聚乙烯醇磷酸铵
的应用将会更加广泛，为人类的生活和产业发展带来更多的便利和创新。
第九章 功能高分子
如聚丙烯酰胺侧链上的硫代缩胺基脲汞在光作用下 形成汞的有色络合物。
R N N
CH2 CH CONH Hg
S
C
N
NH R
R CH2 CH CONH Hg S C N N N H N R
八、电子聚合物
1、聚苯胺
在酸性条件和过氧化物存在下苯胺聚合成
O NH2 H+
n
PAn
聚苯胺具有较高的导电性
NH2
2、药物载体
药物载体含四类基团：药（D）、悬臂（S）、输 送基团（T）、使高分子溶解的基团（E）。
高分子链
S E E D D
T T
如聚乙烯醇和阿司匹林结合：
CH2 CH O O C O C O CH3 CH2 CH OH
n
m
七、光致变色高分子
对光进行传输、吸收、储存、转换的一类高分子材 料。 在高分子链上存在光色基团、当吸收一定波长的 光后发生颜色变化。
H3C OH
CH3
硫醇类
2 R SH R S S R + 2H+ + 2e-
CH2
CH
CH2CH NHCO( C H2)4CHCH 2CH2 SH SH
CH2SH
应用实例
头发中含有胱氨酸，与半胱氨酸存在以下相互转变：
HOOC CH NH2 CH2 S S CH2 CH NH2 COOH
胱氨酸
2HOOC CH NH2 CH2SH
CH2 CH CH2 CH N(CH2CH2OH)3
CH2Cl CH2 CH CH2 CH CH2 CH
CH2N+(CH2CH2OH)3Cl-
CH2
CH
两性离子
CH2 CH CH2 CH CH2 CH N(CH3)3 Cl
功能高分子材料分类
功能高分子材料分类1.功能高分子材料的分类1.1.结构功能高分子材料结构功能高分子材料是指在高分子链结构中引入功能基团或功能单体，以增强材料的特定性能和应用功能。
这种高分子材料通常具有特殊的结构和功能，例如聚砜、聚酰胺等。
1.2.功能导向高分子材料功能导向高分子材料是根据材料在特定应用中的功能需求来设计合成的高分子材料。
例如，医用高分子材料、防护高分子材料等。
1.3.智能高分子材料智能高分子材料是一类能够响应外部刺激而改变其结构和性能的高分子材料。
这种材料可以实现自动感应、自动调节和自动控制等功能，广泛应用于智能材料、传感器和智能器件等领域。
1.4.生物功能高分子材料生物功能高分子材料是具有生物相容性、生物降解性和生物活性的高分子材料，可以被生物体吸收、代谢或降解。
这种材料广泛应用于医学器械、药物传递系统、组织工程和生物传感器等领域。
1.5.光学功能高分子材料光学功能高分子材料是一类具有光学性能和应用功能的高分子材料，如光学活性、光学非线性和光学透明等。
这种材料可用于光学器件、光学涂层和光学通讯等领域。
1.6.电学功能高分子材料电学功能高分子材料是一类具有电学性能和应用功能的高分子材料，如导电性、介电性和磁性等。
这种材料可用于电子器件、电池材料和传感器等领域。
1.7.热学功能高分子材料热学功能高分子材料是一类具有热学性能和应用功能的高分子材料，如导热性、绝缘性和热稳定性等。
这种材料可用于绝缘材料、隔热材料和传热材料等领域。
2.功能高分子材料的应用领域2.1.医疗保健领域生物功能高分子材料在医疗保健领域有着广泛的应用，如人工器官、医用植入材料和药物传递系统等。
这些材料具有优良的生物相容性和生物活性，能够有效地满足医疗保健领域的需求。
2.2.电子器件领域电学功能高分子材料在电子器件领域有着重要的应用，如导电高分子、介电高分子和磁性高分子等。
这些材料可以用于制造电路板、电容器、传感器和磁记录材料等电子器件。
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功能性高分子材料功能高分子材料高分子07210714141035李旭电致变色材料聚苯胺摘要: 结合导电高分子材料聚苯胺目前研究的现状, 综述了聚苯胺的结构、特性, 聚苯胺的电化学合成法及化学合成法的影响因数及最佳条件, 聚苯胺的掺杂机制、无机酸掺杂和有机酸掺杂、二次掺杂,提高聚苯胺的溶解性和可加工性的方法以及聚苯胺的广泛用途。
指出了聚苯胺的发展方向和发展前景。
关键词: 聚苯胺; 掺杂; 改性聚合物一直被认为是绝缘体, 但是自从1976 年,美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid 领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔具有类似金属的导电性以后, 人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高, 逐渐产生了导电高分子这门新兴学科。
在随后的研究中逐步发现了聚吡咯、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚噻吩、聚对苯撑乙烯撑、聚苯胺等导电高分子, 由于导电高分子材料作为新兴不可替代的基础有机材料之一,几乎可以用于现代所有新兴产业及高科技领域之中,因此对导电高分子研究不仅具有重大的理论价值, 而且具有巨大的应用价值。
在众多的导电高分子材料中, 人们对聚乙炔的研究较早, 也最为深入, 但由于它的制备条件比较苛刻, 且它的抗氧化能力和环境稳定性差, 给它的实用化带来了极大困难。
而聚苯胺原料便宜, 合成简便, 耐高温及抗氧化性能良好, 有较高的电导和潜在的溶液、熔融加工可能性, 易成膜且膜柔软、坚韧等优点和具有优良的电致变色性, 在日用商品及高科技等方面有着广泛的应用前景。
因此虽然聚苯胺于1984 年才被MacDiarmid 等重新开发,却一跃成为当今导电高分子研究的热点和推动力之一,倍受人们的广泛关注。
在这十多年期间, 国内外相关研究者们已对聚苯胺的结构、特性、合成、掺杂、改性等方面进行了较为深入的研究。
1 聚苯胺的结构与特性1. 1 聚苯胺的结构MacDiarmid 重新开发聚苯胺后, 在固体13 C- NMR及IR 研究的基础上提出聚苯胺是一种头- 尾连接的线性聚合物, 由苯环- 醌环交替结构所组成, 但这种结构和后来出现的大量实验数据相矛盾。
1987 年,MacDiarmid 进一步提出了后来被广泛接受的苯式- 醌式结构单元共存的模型, 两种结构单元通过氧化还原反应相互转化。
即本征态聚苯胺由还原单元:其中y 值用于表征聚苯胺的氧化还原程度, 不同的y 值对应于不同的结构、组分和颜色及电导率, 完全还原型( y = 1) 和完全氧化型( y = 0) 都为绝缘体。
在0< y< 1 的任一状态都能通过质子酸掺杂, 从绝缘体变为导体, 仅当y= 0. 5 时, 其电导率为最大。
1.2 聚苯胺的特性1.2. 1 电化学性质及电致变色性聚苯胺在不同氧化态之间能够进行可逆的氧化还原反应, 在酸性条件下, 聚苯胺的循环伏安曲线上可出现3 对清晰的氧化还原峰。
氧化还原峰的峰值电流和峰值电位随膜厚不同而异, 阴极和阳极峰值电流与扫描速度的均方根呈线性关系。
随溶液pH 值的升高,聚苯胺膜的电活性降低, 当pH> 3 时, 其电活性逐步消失。
电致变色现象是指在外加偏电压感应下, 材料的光吸收或光散射特性的变化。
这种颜色的变化在外加电场移去后仍能完整地保留。
聚苯胺的一个重要特性就是电致变色性, 聚苯胺的电致变色效应与氧化还原反应和质子化过程( pH 值)有关。
在中性或碱性条件下制得的聚苯胺薄膜是黑色的, 在可见光谱中不显示电致变色现象, 只有在酸性条件下制得的聚苯胺薄膜才能显示可逆多重颜色的电致变色现象。
当电位在- 0. 2~ + 1. 0 V. vs.SCE 之间扫描时聚苯胺的颜色随电位变化而变化, 由亮黄色( - 0. 2 V) 变成绿色( + 0. 5 V) , 再变至暗蓝色( + 0. 8 V) , 最后变成黑色( + 1. 0 V) , 呈现完全可逆的电化学活性和电致变色效应。
当电位扫描范围缩小到- 0.15~ 0. 4 V 时, 其电致变色的重复次数可增至106次。
1. 2. 2 导电性聚苯胺像其他共轭聚合物一样具有导电性, 导电性是聚苯胺的一个非常重要的特性, 本征态的聚苯胺电导率很低, 通过质子酸掺杂后, 其电导率可提高12个数量级。
通过质子酸掺杂和氨水反掺杂可实现聚苯胺在导体和绝缘体之间的可逆变化。
聚苯胺的导电性受许多因素的影响, 除分子链本身的结构外, 较重要的因素还有pH 值和温度。
聚苯胺的电导率与pH 值的依赖关系为: 当pH> 4 时, 电导率与pH 无关, 呈绝缘体性质; 当2< pH< 4 时, 电导率随溶液pH 值的降低而迅速增加, 其表现为半导体特性; 当pH< 2 时, 电导率与pH 值无关, 呈金属特性。
聚苯胺的电导率与温度的依赖关系是在一定温度范围内服从VRH 关系,即: 随着温度的升高, 其电导率可从室温的10 SPcm 增至235 e 的103 SPcm[ 1] 。
用电化学方法, 通过改变电位来改变聚苯胺的氧化状态达到改变其电导率的目的, 发现电导率与电位的关系呈n 型变化, 当电位在0. 4 V. vs.SCE 时, 电导率最高, 电位低于0. 2 V 或高于0. 6V 时, 电导率都将显著下降, 相差可达6 个数量级。
这一特性在制造半导体器件上极有价值。
聚苯胺还具有显著的光电转换特性, 对外加电压有体积响应特性, 在微波频段能够有效地吸收电磁辐射等特性。
2 聚苯胺的合成聚苯胺可通过电化学方法和化学法制备得到。
2.1 聚苯胺的电化学合成电化学法制备聚苯胺是在含苯胺的电解质溶液中, 选择适当的电化学条件, 使苯胺在阳极上发生氧化聚合反应, 生成粘附于电极表面的聚苯胺薄膜或是沉积在电极表面的聚苯胺粉末。
电化学方法合成的聚苯胺纯度高, 反应条件简单且易于控制。
但电化学法只适宜于合成小批量的聚苯胺。
苯胺的电化学聚合方法有动电位扫描法、恒电流聚合、恒电位法以及脉冲极化法。
影响聚苯胺的电化学法合成的因素有: 电解质溶液的酸度、溶液中阴离子种类、苯胺单体的浓度、电极材料、聚合反应温度等。
电解质溶液酸度对苯胺的电化学聚合影响最大, 当溶液pH< 1. 8 时聚合可得到具有氧化还原活性并有多种可逆颜色变化的聚苯胺膜,当溶液pH> 1. 8 时聚合则得到无电活性的惰性膜。
溶液中阴离子对苯胺阳极聚合速度也有较大影响, 聚合速度顺序为H2SO4 > H3PO4 > HClO4[ 2] 。
用电化学法制得的导电聚苯胺/ 聚已内酰胺复合膜, 显示出优良的机械性能和良好的导电性[3] 。
用电化学法还可制得纳米结构的聚苯胺。
用电化学方法以高氯酸为掺杂剂合成的聚苯胺导电膜, 电导率可达833 S. m- 1 [ 4] 。
2．2 聚苯胺的化学合成聚苯胺的化学合成是在酸性介质中用氧化剂使苯胺单体氧化聚合。
化学法能够制备大批量的聚苯胺样品, 也是最常用的一种制备聚苯胺的方法。
用HCl 作介质, 用(NH4 ) 2S2O8 作氧化剂, 一次性可用22 500 g 苯胺合成聚苯胺[ 5] 。
化学法合成聚苯胺主要受反应介质酸的种类、浓度, 氧化剂的种类及浓度, 单体浓度和反应温度、反应时间等因素的影响。
2．2. 1 酸的种类及其浓度对合成聚苯胺性能的影响苯胺在HCl, HBr, H2SO4 , HClO4 , HNO3 , CH3COOH,HBF4 及对甲苯磺酸等介质中聚合都能得到聚苯胺, 而在H2SO4 , HCl, HClO4 体系中可得到高电导率的聚苯胺, 在HNO3 , CH3COOH 体系中所得到的聚苯胺为绝缘体[ 6] 。
非挥发性的质子酸如H2SO4 ,HClO4 最终会残留在聚苯胺的表面, 影响产品质量, 最常用的介质酸是HCl。
质子酸在苯胺聚合过程中的主要作用是提供质子, 并保证聚合体系有足够酸度的作用, 使反应按1, 4- 偶联方式发生。
只有在适当的酸度条件下, 苯胺的聚合才按1, 4- 偶联方式发生。
酸度过低, 聚合按头- 尾和头- 头两种方式相连, 得到大量偶氮副产物。
当酸度过高时, 又会发生芳环上的取代反应使电导率下降。
当单体浓度为0. 5 mol. L- 1时, 最佳酸浓度范围为1. 0~ 2. 0 mol.L- 1。
2．2. 2 氧化剂种类及其浓度对合成聚苯胺性能的影响聚苯胺合常用的氧化剂有: (NH4 ) 2S2O8 , K2Cr2O7 ,KIO3 ,H2O2 , FeCl3 等。
也有用(NH4 ) 2S2O8 和碳酸酯类过氧化物组成复合氧化剂制备聚苯胺[ 7] 。
以Fe2+ 为催化剂和H2O2 为氧化剂可合成高溶解性的聚苯胺[ 8] 。
(NH4 ) 2S2O8 不含金属离子, 后处理简便,氧化能力强,是最常用的氧化剂。
在一定范围内, 随着氧化剂用量的增加, 聚合物的产率和电导率也增加。
当氧化剂用量过多时, 体系活性中心相对较多, 不利于生成高分子量的聚苯胺, 且聚苯胺的过氧化程度增加, 聚合物的电导率下降。
当用(NH4 ) 2S2O8 合成聚苯胺时, 过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1. 0 时, 聚合物的电导率最高, 过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1. 5 时, 产率最大[ 9] 。
2. 2. 3 反应温度及单体浓度对合成聚苯胺性能的影响反应温度对聚苯胺的电导率影响不大, 在低温下( 0 e 左右) 聚合有利于提高聚苯胺的分子量并获得分子量分布较窄的聚合物。
在过硫酸铵体系中, 在一定温度范围内, 随着反应体系温度升高, 聚合物的产率增加, 当温度为30 e 时, 产率最大。
苯胺聚合是放热反应, 且聚合过程有一个自加速过程。
如果单体浓度过高会发生暴聚, 一般单体浓度取0. 25~ 0. 5 molL- 1 为宜。
3 聚苯胺的掺杂聚苯胺的掺杂机制同其他导电高聚物的掺杂机制完全不同, 其他的导电聚合物的掺杂总是伴随着主链上电子的得失, 而聚苯胺的质子酸掺杂没有改变主链上的电子数目, 只是质子进入高聚物链上才使链带正电, 为维持电中性, 对阴离子也进入高聚物链。
半氧化型半还原型的本征态聚苯胺可进行质子酸掺杂, 全还原型聚苯胺可进行碘掺杂和光助氧化掺杂, 全氧化型聚苯胺只能进行离子注入还原掺杂。
聚苯胺的主要掺杂点是亚胺氮原子, 且苯二胺和醌二亚胺必须同时存在才能保证有效的质子酸掺杂[ 10] 。
掺杂态聚苯胺可用碱进行反掺杂, 且掺杂与反掺杂是可逆的。
用普通的有机酸及酸性弱的无机酸作掺杂剂都不能获得高电导率的掺杂产物。
用酸性较强的质子酸如:H2SO4 ,H3PO4 ,HBr, HBF4 和HCl 作掺杂剂则可得到电导率较高的掺杂态聚苯胺。
因为H2SO4 ,H3PO4 是不挥发性酸,HBF4 具有腐蚀性, 所以最常用的无机掺杂酸是HCl。